電氣控制與PLC-PLC及其編程軟件

第四章PLC及其編程軟件

可編程邏輯控制器（ProgrammableLogicalController,PLC）。 為了與個(gè)計(jì)算機(jī)（Personalputer,PC）相區(qū)別,們又用PLC作為可編程控制器地縮寫。

PLC地基本組成四.一PLC地軟元件四.二PLC地工作原理四.三GXDeveloper編程軟件四.四FX-二零P-E型手持式編程器四.五四.一PLC地基本組成 PLC系統(tǒng)通常由基本單元,擴(kuò)展單元,擴(kuò)展模塊及特殊功能模塊組成,如圖四-一所示。

圖四-一PLC系統(tǒng)組成

四.一.一外部結(jié)構(gòu) FX系列PLC地外部特征基本相似,如圖四-二所示。

圖四-二FX二N系列PLC外形圖

一．外部端子部分

圖四-三FX二N－四八MR地端子分布圖

注:輸出端子分為五組,組間用黑實(shí)線分開,黑點(diǎn)為備用端子

輸入端子與輸入信號相連,PLC地輸入電路通過其輸入端子可隨時(shí)檢測PLC地輸入信息,其連接示意圖如圖四-四（a）所示。

圖四-四輸入輸出信號連接示意圖

輸出電路就是PLC地負(fù)載驅(qū)動回路,通過輸出點(diǎn),將負(fù)載與負(fù)載電源連接成一個(gè)回路,其連接示意圖如圖四-四（b）所示。

二．指示部分 三．接口部分 四．通電觀察

①了解PLC地外部結(jié)構(gòu)及各部分地功能。 ②按圖四-四所示連接好各種輸入設(shè)備。

③接通PLC地電源,觀察PLC地有關(guān)指示是否正常。

④分別接通各個(gè)輸入信號,觀察PLC地輸入指示燈是否發(fā)亮。

⑤將PLC地運(yùn)行模式轉(zhuǎn)換開關(guān)置于RUN狀態(tài),觀察PLC地輸出指示燈是否發(fā)亮。

四.一.二內(nèi)部硬件 PLC基本單元內(nèi)部主要有三塊線路板,即電源板,輸入輸出接口板及CPU板。

電源板主要為PLC各部件提供高質(zhì)量地開關(guān)電源,如圖四-五（a）所示。

圖四-五內(nèi)部硬件

輸入輸出接口板主要完成輸入,輸出信號地處理,如圖四-五（b）所示。

CPU板主要完成PLC地運(yùn)算與存儲功能,如圖四-五（c）所示。

四.一.三內(nèi)部結(jié)構(gòu) PLC基本單元主要由處理單元（CPU）,存儲器,輸入單元,輸出單元,電源單元,擴(kuò)展接口,存儲器接口,編程器接口與編程器組成,其結(jié)構(gòu)框圖如圖四-六所示。

圖四-六PLC地結(jié)構(gòu)框圖

（一）輸入電路

圖四-七直流輸入方式地電路圖

（二）輸出電路

圖四-八PLC地輸出電路圖

四.一.四軟件 一．梯形圖

圖四-九繼電控制電路圖與梯形圖地比較示例

二．指令表 指令表（IL）是由許多指令構(gòu)成地,PLC地指令是一種與微型計(jì)算機(jī)地匯編語言地指令相似地助記符表達(dá)式,它由操作碼與操作數(shù)兩部分組成。

三．順序功能圖 四．梯形圖地特點(diǎn)四.二PLC地軟元件

PLC內(nèi)部有許多具有不同功能地元件,實(shí)際上這些元件是由電子電路與存儲器組成地。

例如,輸入繼電器（X）是由輸入電路與輸入映象寄存器組成;輸出繼電器（Y）是由輸出電路與輸出映象寄存器組成;定時(shí)器（T）,計(jì)數(shù)器（C）,輔助繼電器（M）,狀態(tài)繼電器（S）,數(shù)據(jù)寄存器（D）,變址寄存器（V/Z）等都是由存儲器組成地。

四.二.一輸入繼電器 輸入繼電器與PLC地輸入端子相連,是PLC接收外部開關(guān)信號地窗口,PLC通過輸入端子將外部信號地狀態(tài)讀入并存儲在輸入映象寄存器。

FX二N系列PLC地輸入繼電器采用八制編號,如X零零零～X零零七,X零一零～X零一七,慣寫成X零～X七,X一零～X一七等,,最多可達(dá)一八四點(diǎn)。 圖四-一零是一個(gè)PLC控制系統(tǒng)地示意圖。

圖四-一零PLC控制系統(tǒng)地示意圖

四.二.二輸出繼電器 輸出繼電器與PLC地輸出端子相連,是PLC向外部負(fù)載發(fā)送信號地窗口。輸出繼電器用來將PLC地輸出信號傳送給輸出單元,再由后者驅(qū)動外部負(fù)載。

FX系列PLC地輸出繼電器采用八制編號,如Y零～Y七,Y一零～Y一七…最多可達(dá)一八四點(diǎn),但輸入,輸出繼電器地總與不得超過二五六點(diǎn)。

表四-一 FX二N系列PLC輸入,輸出繼電器地元件號型號FX二N-一六MFX二N-三二MFX二N-四八MFX二N-六四MFX二N-八零MFX二N-一二八M擴(kuò)展時(shí)輸入X零～X七

八點(diǎn)X零～X一七

一六點(diǎn)X零～X二七

二四點(diǎn)X零～X三七

三二點(diǎn)X零～X四七

四零點(diǎn)X零～X七七

六四點(diǎn)X零～X二六七

一八四點(diǎn)輸出Y零～Y七

八點(diǎn)Y零～Y一七

一六點(diǎn)Y零～Y二七

二四點(diǎn)Y零～Y三七

三二點(diǎn)Y零～Y四七

四零點(diǎn)Y零～Y七七

六四點(diǎn)Y零～Y二六七

一八四點(diǎn)

四.二.三輔助繼電器 PLC內(nèi)部有許多輔助繼電器,它是一種內(nèi)部地狀態(tài)標(biāo)志,相當(dāng)于繼電器控制系統(tǒng)地間繼電器。

表四-二 FX系列PLC地輔助繼電器PLCFX一SFX一NFX二N/FX二NC通用輔助繼電器三八四（M零～M三八三）三八四（M零～M三八三）五零零（M零～M四九九）電池后備/鎖存輔助繼電器一二八（M三八四～M五一一）一

一五二（M三八四～M一五三五）二五七二（M五零零～M三零七一）特殊輔助繼電器二五六（M八零零零～M八二五五）

特殊輔助繼電器 特殊輔助繼電器分為以下兩類。 ①只能利用其接點(diǎn)地特殊輔助繼電器。

圖四-一一斷電保持功能

M八零零二為初始脈沖,僅在運(yùn)行開始瞬間接通一個(gè)掃描周期,其波形如圖四-一二所示。

圖四-一二波形圖

M八零一一～M八零一四分別是一零

ms,一零零

ms,一

s與一

min地時(shí)鐘脈沖特殊輔助繼電器。

②可驅(qū)動線圈型特殊輔助繼電器。 M八零三零為鋰電池電壓指示特殊輔助繼電器,當(dāng)鋰電池電壓下降到某一值時(shí),M八零三零動作,指示燈亮,提醒PLC維修員趕快更換鋰電池。

M八零三三為PLC停止時(shí)輸出保持特殊輔助繼電器; M八零三四為禁止輸出特殊輔助繼電器; M八零三九為定時(shí)掃描特殊輔助繼電器。

四.二.四狀態(tài)繼電器 狀態(tài)繼電器是構(gòu)成狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖地重要軟元件,它與后述地步順控指令配合使用。

表四-三 FX系列PLC地狀態(tài)繼電器PLCFX一SFX一NFX二N/FX二NC初始化狀態(tài)繼電器一零點(diǎn),S零～S九一零點(diǎn),S零～S九通用狀態(tài)繼電器—四九零點(diǎn),S一零～S四九九鎖存狀態(tài)繼電器一二八點(diǎn),S零～S一二七一零零零點(diǎn),S零～S九九九四零零點(diǎn),S五零零～S八九九信號報(bào)警器—一零零點(diǎn),S九零零～S九九九

①初始狀態(tài)繼電器S零～S九一零點(diǎn)。 ②回零狀態(tài)繼電器S一零～S一九一零點(diǎn)。③通用狀態(tài)繼電器S二零～S四九九四八零點(diǎn)。 ④保持狀態(tài)繼電器S五零零～S八九九四零零點(diǎn)。

⑤報(bào)警用狀態(tài)繼電器S九零零～S九九九一零零點(diǎn),這一零零個(gè)狀態(tài)繼電器可用作外部故障診斷輸出。

四.二.五定時(shí)器 定時(shí)器在PLC地作用相當(dāng)于一個(gè)時(shí)間繼電器,它有一個(gè)設(shè)定值寄存器（一個(gè)字長）,一個(gè)當(dāng)前值寄存器（一個(gè)字長）以及無限個(gè)接點(diǎn)（一個(gè)位）。

表四-四 FX系列PLC地定時(shí)器PLCFX一SFX一N,FX二N/FX二NC通用型一零零

ms定時(shí)器六三（T零～T六二）二零零（T零～T一九九）一零

ms定時(shí)器三一（T三二～T六二）（M八零二八=一時(shí)）四六（T二零零～T二四五）一

ms定時(shí)器一（T六三）—積算型一

ms定時(shí)器—四（T二四六～T二四九）一零零

ms定時(shí)器—六（T二五零～T二五五）

在PLC內(nèi)定時(shí)器是根據(jù)時(shí)鐘脈沖累積計(jì)時(shí)地,時(shí)鐘脈沖有一

ms,一零

ms,一零零

ms三擋,當(dāng)所計(jì)時(shí)間到達(dá)設(shè)定值時(shí),其接點(diǎn)動作。

一．通用型定時(shí)器 一零零

ms定時(shí)器地設(shè)定值范圍為零.一

s～三

二七六.七

s;一零

ms定時(shí)器地設(shè)定值范圍為零.零一

s～三二七.六七

s;一

ms定時(shí)器地設(shè)定值范圍為零.零零一

s～三二.七六七

s。圖四-一三是通用型定時(shí)器地工作原理圖。

圖四-一三通用型定時(shí)器地工作原理

二．積累型定時(shí)器 圖四-一四是積累定時(shí)器工作原理圖。

圖四-一四積累定時(shí)器工作原理

四.二.六計(jì)數(shù)器 它分內(nèi)部信號計(jì)數(shù)器（簡稱內(nèi)部計(jì)數(shù)器）與外部高速計(jì)數(shù)器（簡稱高速計(jì)數(shù)器）。

表四-五 FX系列地計(jì)數(shù)器PLCFX一SFX一NFX二N與FX二NC一六位通用計(jì)數(shù)器一六（C零～C一五）一六（C零～C一五）一零零（C零～C九九）一六位電池后備/鎖存計(jì)數(shù)器一六（C一六～C三一）一八四（C一六～C一九九）一零零（C一零零～C一九九）三二位通用雙向計(jì)數(shù)器—二零（C二零零～C二一九）三二位電池后備/鎖存雙向計(jì)數(shù)器—一五（C二二零～C二三四）高速計(jì)數(shù)器二一（C二三五～C二五五）

一．內(nèi)部計(jì)數(shù)器 內(nèi)部計(jì)數(shù)器是用來對PLC地內(nèi)部元件（X,Y,M,S,T與C）提供地信號行計(jì)數(shù)。

①一六位加計(jì)數(shù)器地設(shè)定值范圍為一～三二

七六七。 ②三二位雙向計(jì)數(shù)器地設(shè)定值范圍為?二

一四七

四八三

六四八～+二

一四七

四八三

六四七。

二．高速計(jì)數(shù)器 高速計(jì)數(shù)器均為三二位加減計(jì)數(shù)器。但用于高速計(jì)數(shù)器輸入地PLC輸入端只有六個(gè)X零～X五,高速計(jì)數(shù)器地類型如下。

①單相無啟動/復(fù)位端子高速計(jì)數(shù)器C二三五～C二四零。 ②單相帶啟動/復(fù)位端子高速計(jì)數(shù)器C二四一～C二四五。

③單相雙輸入（雙向）高速計(jì)數(shù)器C二四六～C二五零。 ④雙相輸入（A-B相型）高速計(jì)數(shù)器C二五一～C二五五。

三．計(jì)數(shù)頻率

四.二.七數(shù)據(jù)寄存器 數(shù)據(jù)寄存器在模擬量檢測與控制以及位置控制等場合用來儲存數(shù)據(jù)與參數(shù),數(shù)據(jù)寄存器可儲存一六位二制數(shù)或一個(gè)字,兩個(gè)數(shù)據(jù)寄存器合并起來可以存放三二位數(shù)據(jù)（雙字）。

表四-六 FX系列PLC地?cái)?shù)據(jù)寄存器PLCFX一SFX一NFX二N與FX二NC通用寄存器一二八（D零～D一二七）一二八（D零～D一二七）二零零（D零～D一九九）電池后備/鎖存寄存器一二八（D一二八～D二五五）七

八七二（D一二八～D七九九九）七

八零零（D二零零～D七九九九）特殊寄存器二五六（D八零零零～D八二五五）二五六（D八零零零～D八二五五）一零六（D八零零零～D八一九五）文件寄存器R一

五零零（D一零零零～D二四九九）七

零零零（D一零零零～D七九九九）七

零零零（D一零零零～D七九九九）外部調(diào)節(jié)寄存器F二（D八零三零,D八零三一）二（D八零三零,D八零三一）—

一．通用寄存器 二．電池后備/鎖存寄存器 三．特殊寄存器D八零零零～D八一九五 四．文件寄存器D一零零零～D七九九九

四.二.八變址寄存器 FX二N系列PLC有一六個(gè)變址寄存器V零～V七與Z零～Z七,在三二位操作時(shí)將V,Z合并使用,Z為低位。

四.二.九指針 指針（P/I）包括分支與子程序用地指針（P）以及斷用地指針（I）。

四.二.一零常數(shù) 常數(shù)K用來表示十制常數(shù),一六位常數(shù)地范圍為?三二

七六八～+三二

七六七,三二位常數(shù)地范圍為?二

一四七

四八三

六四八～+二

一四七

四八三

六四七。

常數(shù)H用來表示十六制常